[发明专利]一种pH响应型抗菌聚合物纳米颗粒及其制备方法

说明书

本发明涉及抗菌材料领域，公开了一种pH响应型抗菌聚合物纳米颗粒及其制备方法。该纳米颗粒由三嵌段共聚物通过自组装形成纳米颗粒而得；三嵌段共聚物由至少一种聚酯、至少一种含羧基的单体A和至少一种含N的单体B聚合形成。本发明的pH响应型抗菌聚合物纳米颗粒，其分子结构中含有季铵盐基团，因而具有良好的抗菌性能，而且其抗菌活性可随体系pH变化而调节，可根据病变组织的微环境变化而发挥疗效。当组织恢复该抗菌聚合物即会失去抗菌活性，不会过度治疗。本发明所述的pH响应型抗菌聚合物纳米颗粒可以在医疗器械和生物材料等领域具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明涉及抗菌材料领域，尤其涉及一种pH响应型抗菌聚合物纳米颗粒及其制备方法。

背景技术

目前，抗菌材料在细菌感染疾病治疗方面，主要存在以下两个问题：一是负载的常规抗生素易使细菌产生耐药性，二是抗菌药物大多不具备特性选择性，影响正常菌落和细胞的新陈代谢和生长，对人体产生毒副作用。通过对聚合物材料进行设计、改性，可获得具有抗菌活性的新型材料。专利CN 101210062B公开了一种含有带不饱和双键的抗菌齐聚物和填料的聚合物材料，具有长久抗菌型。专利CN 101168586B公开了一种至少含有一种乙烯基卤代酚类单体和丙烯酸酯叔胺衍生物单体的抗菌性高分子聚合物，具有良好的抗菌性能。CN 105801734A公开了一种基于ATRP法构建的季铵盐聚合物抗菌剂和一种银离子修饰的载银-季铵盐聚合物复合抗菌剂的制备方法及其在表面抗菌领域的应用。

上述公开的抗菌聚合物都具有长久、优异的抗菌活性，但是也均存在一个缺陷：其在保持较高抗菌活性的同时也会对正常组织带来一定的危害。在达到抗菌目的后，由于其仍旧保持较高抗菌活性，因此可能会导致持续对人体正常组织带来危害。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种pH响应型抗菌聚合物纳米颗粒及其制备方法。本发明的pH响应型抗菌聚合物纳米颗粒，其分子结构中含有季铵盐基团，因而具有良好的抗菌性能，而且其抗菌活性可随体系pH变化而调节，可根据病变组织的微环境变化而发挥疗效。当组织恢复该抗菌聚合物即会失去抗菌活性，不会过度治疗。本发明所述的pH响应型抗菌聚合物纳米颗粒可以在医疗器械和生物材料等领域具有广泛的应用价值。

本发明的具体技术方案为：一种pH响应型抗菌聚合物纳米颗粒，由三嵌段共聚物通过自组装形成纳米颗粒而得；所述三嵌段共聚物由至少一种聚酯、至少一种含羧基的单体A和至少一种含N的单体B聚合形成。

其中所述的聚酯为聚己内酯、聚乳酸中的至少一种；所述的含羧基的单体A为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的至少一种；所述的含N的单体B为甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯中的至少一种；由单体B组成的嵌段还通过季铵化反应获得季铵盐结构；所述的三嵌段共聚物的分子量为10,000~500,000 克/摩尔，分子量分布系数为1.1~4.0。

本申请的发明人人经过研究发现：细菌感染组织在细菌新陈代谢和宿主免疫应答作用下会分泌出乳酸等酸性物质，使感染部位呈现弱酸性微环境（pH=5.5~6.5）。即当生理组织未被细菌感染、处于正常状态时，感染部位呈中性；当生理组织处于细菌感染、需要抗菌聚合物发生抗菌活性时，感染部位呈弱酸性环境。本申请的发明人正是利用病变组织这一独特的生理微环境特点作为分子信号设计响应型抗菌材料在实现抗菌的同时减少对正常组织的危害。

本申请发明人发现，上述设计可保证聚合物通过疏水相互作用经由自组装形成纳米颗粒，其分子结构中含有季铵盐基团，因而具有良好的抗菌性能。并且该纳米颗粒的表面粒径和电位可随pH变化而有效调节：当处于正常生理环境（pH=7.4）中，中间链段呈现负电荷性质，可与外层正电荷链段通过静电作用复合，无抗菌活性；而但在酸性环境中，中间链段呈现电中性，外层链段舒展并进一步质子化，纳米颗粒呈现正电荷性质，可通过紊乱细菌的细胞膜，使胞内物泄露而抗菌，表现出抗菌活性。因此，本发明的抗菌聚合物纳米颗粒可根据病变组织的微环境变化而发挥疗效。当组织恢复该抗菌聚合物即会失去抗菌活性，不会过度治疗。